(57)【要約】【課題】調整槽は必ずしも必要なくまた水質の日々の変動を吸収することができる排水処理方法及びシステムを提供しようとするもの。【解決手段】この発明の排水処理方法は、処理前の排水１にその処理後の清浄水２をフィードバックし混合してこの排水処理方法による処理対象水４を調整し、前記処理前の排水１に対する処理後の清浄水２の混合量は、その排水処理の態様について、処理対象水４の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に前記処理対象水４の濃度指標をセンサーにより検知し、前記処理対象水４の濃度指標が所定の範囲となるように処理前の排水１への処理後の清浄水２のフィードバック量とこの処理系からの排出量とを制御するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理前の排水１にその処理後の清浄水２をフィードバックし混合してこの排水処理方法による処理対象水４を調整し、前記処理前の排水１に対する処理後の清浄水２の混合量は、その排水処理の態様について、処理対象水４の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に前記処理対象水４の濃度指標をセンサーにより検知し、前記処理対象水４の濃度指標が所定の範囲となるように処理前の排水１への処理後の清浄水２のフィードバック量とこの処理系からの排出量とを制御するようにしたことを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
電解質を含有する水を電気分解して次亜ハロゲン酸を生成させる酸化剤生成電解機構７を具備し、前記酸化剤生成電解機構７で生成した酸化剤含有水３を前記処理対象水４に及ぼしてその濃度指標の低減処理を行い、処理後の清浄水２から電解質を分離したものをフィードバックして処理前の排水１に混合すると共に、分離回収した電解質は酸化剤生成電解機構７へ供給するようにした請求項１記載の排水処理方法。
【請求項３】
排水を処理する処理水槽５とその処理後の清浄水２をフィードバックする帰還流路６とを具備し、処理前の排水１に処理水槽５での処理後の清浄水２を帰還流路６を介してフィードバックし混合して処理対象水４を調整し、前記処理前の排水１に対する処理後の清浄水２の混合量は、その排水処理の態様について、処理対象水４の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に前記処理対象水４の濃度指標をセンサーにより検知し、前記処理対象水４の濃度指標が所定の範囲となるように処理前の排水１への処理後の清浄水２のフィードバック量とこの処理系からの排出量とを制御するようにしたことを特徴とする排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、比較的に高濃度の排水に特に適する排水処理方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶工場の排水や厨房排水その他各種の排水があるが、これら排水は元々は清浄な水であったが使用後は有機成分その他で汚染されている。
このように色々な排水があるが、その水量や水質は日や時間帯によって変動する。例えば同じ日であっても時間帯によってＣＯＤ（化学的酸素要求量）が高いときで2,000ppm近くなり、低いときは1,000ppmを切ったりする。したがって、処理に際しては水量や水質を平均化し且つ処理可能な所定の濃度（生物処理の場合はＣＯＤ500ppm程度と言われる）まで希釈するため調整槽（特許文献１）に１日分とかを溜めていた。すなわち日々処理すべき量が1,000トンの場合、1,000トン＋αの大きさの調整槽（ピット）を設けてそこに溜めておく。こうするとＣＯＤが1,000〜2,000ppmと倍半分に変動したとしても、調整槽に溜めておくうちに次第に水質が均一平均化されて翌日にはどの位置でも1,500ppm程度となる。このようにして平均化された後に処理すると、排水本来の水量や水質の経時的なアップダウンの影響を軽減して処理を安定化させることができる。
しかし、排水を溜めておくために調整槽の大きなピットが必要である上に、調整槽を使用していても日毎の変動のためか処理時の水質が変動している場合があるという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−３４７５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこでこの発明は、調整槽は必ずしも必要なくまた水質の日々の変動を吸収することができる排水処理方法及びシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
(１)この発明の排水処理方法は、処理前の排水にその処理後の清浄水をフィードバックし混合してこの処理方法による処理対象水を調整し、前記処理前の排水に対する処理後の清浄水の混合量は、その排水処理の態様について、処理対象水の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に前記処理対象水の濃度指標をセンサーにより検知し、前記処理対象水の濃度指標が所定の範囲となるように処理前の排水への処理後の清浄水のフィードバック量とこの処理系からの排出量とを制御するようにしたことを特徴とする。
ここで排水の処理の態様として、生物処理、電気分解による処理、酸化剤（次亜塩素酸ソーダ等）を添加する処理などを例示することができる。前記濃度指標としてCOD（化学的酸素要求量）、BOD（生物化学的酸素要求量）、TOC、T-N、ｎ-ヘキサンなどを例示することができる。
【０００５】
この排水処理方法によると「処理前の排水（例えばCOD 1000〜2000ppm）」にその「処理後の清浄水（例えばCOD5ppm未満）」をフィードバックし混合してこの処理方法による「処理対象水」を調整し、「処理前の排水」に対する「処理後の清浄水」の混合量は、その排水処理の態様（生物処理であるか、電気分解による処理であるかなど）について「処理対象水」の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に、前記「処理前の排水」と「処理後の清浄水」と「処理対象水」との濃度指標をセンサー（例えばCOD計）により検知し、前記「処理対象水」の濃度指標が所定の範囲（例えば電気分解や酸化剤の添加による処理ではCOD 50〜100ppm）となるように「処理前の排水」への「処理後の清浄水」のフィードバック量とこの処理系からの排出量とを制御するようにしたので、処理後の清浄水をフィードバックして処理対象水を調整することにより、元々の排水自体の濃度等の変動による処理への影響を軽減して円滑な処理を行うことができる。また、調整に処理後の清浄水を利用しており、水資源を節約することができ環境問題に資することができる。
ここで、センサーで前記処理対象水の他に、処理前の排水と処理後の清浄水の濃度指標をも検知するようにすると、元々の排水と系から排出する清浄水との濃度指標も把握できるので実際上特に排出する清浄水について好ましい。
ところで、処理の態様が電気分解の場合は、必要に応じて排水に食塩などの電解質を溶解させて適当な導電率を付与して電流が流れるようにし、その陽極酸化や生成するＯＨラジカル等の酸化作用などによって排水中に含有される有機成分を酸化分解しそのCODを低減させる。処理対象水の処理時（処理中）のｐＨは、電気分解によって生成する次亜塩素酸等の酸化作用が強い範囲に調整する。この電気分解による処理は、生物処理と相違して瞬時に酸化分解が行われると共に汚泥がでないという利点がある。
【０００６】
(２) 電解質を含有する水を電気分解して次亜ハロゲン酸を生成させる酸化剤生成電解機構を具備し、前記酸化剤生成電解機構で生成した酸化剤含有水を前記処理対象水に及ぼしてその濃度指標の低減処理を行い、処理後の清浄水から電解質を分離したものをフィードバックして処理前の排水に混合すると共に、分離回収した電解質は酸化剤生成電解機構へ供給するようにしてもよい。
ここで、前記電解質として塩化ナトリウム（食塩）や臭化ナトリウムなどを例示することができる。前記電解質を含有する水として例えば海水を利用することができる。前記次亜ハロゲン酸として次亜塩素酸や次亜臭素酸などを例示することができる。電解質を分離する手段としてRO膜を用いたり、イオン交換樹脂を用いたり、電気透析を利用したり、イオンセパレーターを使用したりすることができる。
このように構成し、酸化剤生成電解機構で生成した酸化剤含有水を前記処理対象水に及ぼしてその濃度指標の低減処理を行い、処理後の清浄水から電解質を分離したものをフィードバックして処理前の排水に混合するようにしたので、フィードバックして処理前の排水に混合する処理後の清浄水からは電解質が分離されたものとなっており、電解質の濃度が処理時に累積的に増大していくことを回避することができる。また、分離回収した電解質は酸化剤生成電解機構へ供給するようにしたので、酸化剤含有水に含まれる電解質を酸化剤生成機構に循環してその有効利用を図ることができる。
【０００７】
（３）この発明の排水処理システムは、排水を処理する処理水槽とその処理後の清浄水をフィードバックする帰還流路とを具備し、処理前の排水に処理水槽での処理後の清浄水を帰還流路を介してフィードバックし混合して処理対象水を調整し、前記処理前の排水に対する処理後の清浄水の混合量は、その排水処理の態様について、処理対象水の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に前記処理対象水の濃度指標をセンサーにより検知し、前記処理対象水の濃度指標が所定の範囲となるように処理前の排水への処理後の清浄水のフィードバック量とこの処理系からの排出量とを制御するようにしたことを特徴とする。
この排水処理システムは前記排水処理方法と同様の作用を有する。ここで、排水を供給して処理を行う処理水槽には、処理開始時には（未だ処理後の清浄水がないので）水道水（又は前回の処理後の清浄水）を貯留しておくとよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
処理後の清浄水をフィードバックして処理対象水を調整することにより、元々の排水自体の濃度等の変動による処理への影響を軽減して円滑な処理を行うことができるので、調整槽は必ずしも必要なくまた水質の日々の変動を吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
排水として工場排水や厨房排水その他各種のものがあるが、その処理の態様として生物処理法、凝集沈殿法、電気分解による処理法、酸化剤（次亜塩素酸ソーダ等）を添加する処理法などがあり、また排水の汚れ具合を評価する濃度指標としてBOD（生物化学的酸素要求量）、COD（化学的酸素要求量）、TOC、T-N、ｎ-ヘキサンなどがある。
ところで、排水は時期や時間帯によって水量や水質がけっこう変動しているものである。例えば液晶テレビの製造工場の場合、生産設備の稼動状況はボーナス商戦の準備の時期の如何などの世間の需要環境に応じて大きく異なってくるものであり、計画生産でならすようにしてはいてもフル稼働の際には大量の排水が発生する反面、その時期を過ぎると一変してほぼ休業状態に近い状況となることがある。また、人が多く水の使用量が多い時間帯と人が少ない時間帯とでも排水量はかなり異なる。そこで、敷地内に排水の貯留槽として大きなピットを掘削工事し（かなりの敷地面積を要する）、このピット内に排水を貯留してできるだけ水量・水質の平均化・均一化を図ろうとするものの、ここから出てくる処理すべき排水の水質は意外に変動している。よって実際の処理時にBOD濃度やCOD濃度が高過ぎたり低かったりして適切な処理が行えない、換言すると排水がきちんと浄化できていないケースも見られた。
このため大きなエバポレーターを複数個並設し、それぞれで排水を蒸発させて再液化せしめ（高濃度有機成分は蒸発せずに濃縮され残渣となる）、その再液化分（高濃度有機成分が減少しているのでCODもある程度は低減している）を生物処理すると共に蒸発残渣は廃棄物として処分にすることが試行されていたが、排水量が多いと多額の燃料代がかかり最善の策とは言い難いと共に、また廃棄物残渣の運搬にも多大な費用と労力とが必要とされる。
この排水処理方法及びシステムは、排水の水量・水質は変動するものであることを前提として容認しつつこの変動を如何に縮小・吸収して処理するかに着眼したものであり、以下のように構成している。
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
（実施形態１）
この排水処理方法は、処理前の排水（COD 1000〜2000ppm）１に、その処理後の清浄水（COD5ppm未満で好ましくはほぼ0ppm）２をフィードバックし混合して、この処理方法（酸化剤含有水３たる次亜塩素酸ソーダを添加して酸化分解する処理法とした）による処理対象水４を調整するようにしている。なお、この実施形態ではCOD 1000〜2000ppmの排水を処理したが、どのような濃度の排水、例えばCOD 300000ppmとかの高濃度の排水であっても適用が可能である。
一方、この排水処理システムは前記排水処理方法を装置化したものであり、排水を処理する処理水槽５とその処理後の清浄水２をフィードバックする帰還流路６とを具備し、処理前の排水１に処理水槽５における処理後の清浄水２を、帰還流路６を介してフィードバックし混合して処理対象水４を調整するようにしている。なお、処理後の清浄水２をフィードバックして処理前の排水１と混合して処理対象水４を調整するのであるが、水道水などの外部の清浄水も併せて混合するようにしてもよい（図示せず）。
前記処理前の排水１に対する処理後の清浄水２の混合量は、その排水処理の態様（酸化剤の添加法であるか、電気分解による処理法であるか、生物処理法であるかなど）について、処理対象水４の濃度指標（COD）と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に、前記処理前の排水１と処理後の清浄水２と処理対象水４との濃度指標をセンサー（COD計）により検知し、前記処理対象水４の濃度指標が所定の範囲（電気分解や酸化剤の添加による処理では例えばCOD 50〜100ppmとすることができ、生物処理の場合は400〜600ppm程度が好ましい）となるように、処理前の排水１への処理後の清浄水２のフィードバック量Ａとこの処理系からの排出量Ｂとを制御するようにしている。なお、処理前の排水１の濃度指標のセンサーをS1、処理後の清浄水２の濃度指標のセンサーをS2、処理対象水４の濃度指標のセンサーをS3で示す。
【００１１】
ところで、前記処理対象水４の濃度指標（COD）と流量とが処理に好適な所定の範囲は、その処理装置（電気分解や酸化剤添加）や処理施設（生物処理や凝集沈殿）の個々具体的な仕様などによって異なる。すなわち、電気分解や酸化剤の添加による処理ではその装置の仕様・考え方によっては、前記のCOD 50〜100ppmではなくCOD 10〜20ppmその他の範囲の方が好適なこととなる。つまり、前記処理対象水４の濃度指標の所定の範囲を低めの濃度範囲（COD 10〜20ppm）に設定した場合、排水の水質等の変動をより縮小して吸収することができるという利点がある。一方、前記処理対象水４の濃度指標の所定の範囲をCOD 50〜100ppmに設定した場合、処理後の清浄水２のフィードバック量を減らして全体的な総処理量を少なくすることができるという利点がある。とはあれ、その処理装置や処理施設の仕様や考え方に鑑みて、処理対象水４の濃度指標（COD）と流量とが処理に好適な所定の範囲は明確に存在する。
【００１２】
前記処理対象水４の濃度指標（COD）と流量とが処理に好適な所定の範囲がCOD 50〜100ppmの場合、基本的な設定は処理前の排水（COD 1000〜2000ppm）１の量1に対して処理後の清浄水（COD5ppm未満で好ましくはほぼ0ppm）２の量19をフィードバックして混合し処理対象水（COD 50〜100ppm）４を調整し、次亜塩素酸ソーダを添加して処理水槽５において酸化分解処理し、処理後の清浄水２の量１は処理の系外に排出するようにしているが、水質の変化に応じてフィードバック量Ａと処理系からの排出量Ｂを可変制御している。すなわち、センサーたるCOD計により処理対象水４の濃度指標のCODが所定の濃度範囲（50〜100ppm）よりも高く検知されると、フィードバック量Ａを増やして且つ処理系からの排出量Ｂを減らすように制御する。逆に処理対象水４の濃度指標のCODが所定の濃度範囲（50〜100）よりも低く検知されると、フィードバック量Ａを減らして且つ処理系からの排出量Ｂを増やすように制御する。
【００１３】
また、この実施形態は既述の如く次亜塩素酸ソーダ（酸化剤）を添加する処理法としており、電解質を含有する水を電気分解して次亜ハロゲン酸を生成させる酸化剤生成電解機構７を具備する。８が電解電極である。そして、前記酸化剤生成電解機構７で生成した酸化剤含有水３を前記処理対象水４に及ぼして（この実施形態では帰還流路６に注入するようにしている）その濃度指標の低減処理を行い、電解質分離手段９において、処理後の清浄水２から電解質を分離したものをフィードバックして処理前の排水１に混合すると共に、分離回収した電解質は酸化剤生成電解機構７へ供給するようにしている。ここで、電解質として酸化剤生成電解機構７へ供給した水量分が処理後の清浄水２から減量されることとなるので、その減量分を補うべく水道水を帰還流路６に補充するようにしてもよい。
前記電解質として塩化ナトリウム（食塩）や臭化ナトリウムなどを例示することができる。前記電解質を含有する水として例えば海水を利用することができる。前記次亜ハロゲン酸として次亜塩素酸や次亜臭素酸などを例示することができる。前記電解質分離手段９としてRO膜を用いたり、イオン交換樹脂を用いたり、電気透析を利用したり、イオンセパレーターを使用したりすることができる。
なお、排水の処理を行う処理水槽５には、処理開始時には未だ処理後の清浄水２が存在しないので水道水や前回の処理後の清浄水２を貯留しておくとよい。また、排水中にｓｓ成分等が混在している場合は砂濾過装置などで事前に濾過処理をしておく。
【００１４】
次に、この実施形態の排水処理方法及びシステムの使用状態を説明する。
この排水処理方法及びシステムによると、処理前の排水（COD 1000〜2000ppm）１にその処理後の清浄水２（COD5ppm未満で好ましくはほぼ0ppm）をフィードバックし混合してこの処理方法（酸化剤たる次亜塩素酸ソーダを添加して酸化分解する処理法）による処理対象水４を調整し、処理前の排水１に対する処理後の清浄水２の混合量は、その排水処理の態様（酸化剤の添加法であるか、電気分解による処理法であるか、生物処理法であるかなど）について処理対象水４の濃度指標と流量とが処理に好適な所定の範囲となるように設定すると共に前記処理対象水４の濃度指標をセンサー（COD計）により検知し、前記処理対象水４の濃度指標が所定の範囲（COD 50〜100ppm）となるように処理前の排水１への処理後の清浄水２のフィードバック量Ａとこの処理系からの排出量Ｂとを制御するようにしたので、処理後の清浄水２をフィードバックして処理対象水４を調整することにより、元々の排水自体の濃度等の変動による処理への影響を軽減して円滑な処理を行うことができると共に、調整槽は必ずしも必要なくまた水質の日々の変動を吸収することができるという利点がある。また、調整に処理後の清浄水２を利用しており、水資源を節約することができ環境問題に資することができるという利点がある。
【００１５】
更に、酸化剤生成電解機構７で生成した酸化剤含有水３を前記処理対象水４に及ぼしてその濃度指標の低減処理を行い、電解質分離手段９において、処理後の清浄水２から電解質を分離したものをフィードバックして処理前の排水１に混合するようにしたので、フィードバックして処理前の排水１に混合する処理後の清浄水２からは電解質が分離されたものとなっており、処理対象水４の電解質の濃度が処理時に累積的に増大していくことを回避することができる。更に、分離回収した電解質は酸化剤生成電解機構７へ供給するようにしたので、酸化剤含有水３に含まれる電解質を酸化剤生成機構に循環してその有効利用を図ることができるという利点がある。
そのうえ、処理後の清浄水２は前記の如く汚れ評価指標の濃度が低減したもの（COD5ppm未満）であるので、種々の用途にリサイクル利用することができ水資源の提供を介して環境問題に資することができるという利点がある。また、処理前の排水１を調整槽などに溜め置きしておくことなく、リアルタイム且つダイレクトに処理することが可能であるという利点がある。
【００１６】
（実施形態２）
この実施形態では排水の処理の態様を電気分解とし（図示せず）、排水の導電率が低い場合などの必要に応じて排水に食塩などの電解質を溶解させて適当な導電率を付与して電流が流れるようにし、その陽極酸化や生成するＯＨラジカル等の酸化作用などによって排水中に含有される有機成分を酸化分解しそのCODを低減させる。処理対象水の処理時（処理中）のｐＨは、電気分解によって生成する次亜塩素酸等の酸化作用が強い範囲に調整する。
具体的は、食塩などの電解質を添加して処理対象水の電導度につき電気分解が可能な範囲とし、処理水槽に電解電極を挿入して処理対象水を直接的に電気分解するようにしている。この電気分解による処理は、生物処理と相違して瞬時に酸化分解が行われると共に汚泥がでないという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
処理後の清浄水をフィードバックして処理対象水を調整することにより、元々の排水自体の濃度等の変動による処理への影響を軽減して円滑な処理を行うことができるので、調整槽は必ずしも必要なくまた水質の日々の変動を吸収することができ、液晶工場の排水や厨房排水その他各種の排水の水処理に適用しまた応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の排水処理システムの実施形態を説明する処理フロー図。
【符号の説明】
【００１９】
１  処理前の排水
２  処理後の清浄水
３  酸化剤含有水
４  処理対象水
５  処理水槽
６  帰還流路
７  酸化剤生成電解機構
【図１】
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